Obsah
- Základné pochopenie alternatívneho zostrihu
- Preskakovanie exónov
- Exkluzívne exóny
- Webové stránky pre alternatívne 3
- Alternatívne stránky darcov 5
- Retencia intrónu
Alternatívne zostrihovanie je neoddeliteľnou súčasťou biodiverzity. Rôzne druhy používajú tieto mechanizmy na vykonávanie regulačných funkcií. Hlavnou výhodou zostrihu je to, že z jedného génu sa môže tvoriť viac proteínov zostrihom intrónov a exónov. Tieto mechanizmy však môžu spôsobiť aj rôzne choroby, ak zostanú neregulované. Najbežnejšie mechanizmy sú preskakovanie exónov, vzájomne sa vylučujúce exóny, alternatívne akceptorové miesta, alternatívne donorové miesta a retencia intrónov.
Základné pochopenie alternatívneho zostrihu
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesNie je prehnané tvrdiť, že bez alternatívneho spájania by biodiverzita nebola možná. Alternatívne zostrihovanie môže produkovať viac proteínov z jedného génu. Táto flexibilita umožňuje, aby ten istý gén prispieval k rôznym vlastnostiam. To je možné kvôli exónom, ktoré sú úsekmi nukleotidov, ktoré zostávajú v RNA produkte, a intrónmi, ktoré sa odstránia zostrihom RNA. Existuje mnoho spôsobov alternatívneho spájania, ktoré prispievajú k biodiverzite v eukaryotoch. Aktivátory, ako napríklad štartovací kodón AUG, v mieste zostrihu podporujú zostrih. Tieto mechanizmy sa líšia v každej situácii a predpokladá sa, že regulujú bunkové funkcie na základe konkrétnych podmienok. Nesprávne zostrihovanie však môže tiež prispievať k rôznym chorobám vrátane rakoviny.
Preskakovanie exónov
Tento mechanizmus je známy aj ako kazetový exón, pri ktorom je exón počas transkripcie zostrihnutý z génu. Príkladom by mohol byť gén dsx v D. melanogaster (ovocná muška). Samce majú exóny 1, 2, 3, 5 a 6, zatiaľ čo samice majú 1, 2, 3 a 4. Polyadenylačný signál v exóne 4 spôsobuje zastavenie transkripcie v tomto bode. Exón 4 sa pridáva k ženám, pretože jeden z aktivátorov je prítomný iba u žien, a nie u mužov.
Exkluzívne exóny
••• Thomas Northcut / Lifesize / Getty ImagesV prípade vzájomne sa vylučujúcich exónov sa počas transkripcie zachová iba jeden z dvoch nasledujúcich exónov. Príkladom je regulácia exónov 8a a 8 v CaV1.2 vápnikových kanáloch. V prípade Timothyho syndrómu môžu alternatívne formy týchto dvoch exónov viesť k rôznym symptómom choroby, čo spôsobuje narušenie homeostázy vápnika potrebnej na kontrakciu svalov. U pacientov však nemôžu existovať oba exóny; iba jeden z nich je transkribovaný, aj keď sú obe prítomné v géne.
Webové stránky pre alternatívne 3
Používa sa spojovacia spojka na 3 'konci, ktorá mení 5-hranicu dolného exónu. Príkladom je proteín aktivátora transformátora (Tra) prítomný u samíc D. melanogaster (ovocná muška). Pôvodný gén pre Tra obsahuje dve akceptorové miesta, kde sa gén môže počas transkripcie štiepiť. Samci používajú protiprúdové akceptorové miesto, ktoré obsahuje kodón pre skoré zastavenie. To tvorí nefunkčný proteín. Samice používajú downstream akceptorové miesto, ktoré spôsobuje, že stop kodón sa vyreže ako súčasť intrónu, čím sa vytvorí funkčný Tra proteín.
Alternatívne stránky darcov 5
••• Comstock Images / Comstock / Getty ImagesPoužíva sa spojovacia spojka na 5 ', ktorá mení hranicu 3 exónu v smere toku. Zatiaľ čo alternatívne akceptorové miesta vedú k malým rozdielom v proteínových sekvenciách, alternatívne donorové miesta môžu viesť k drastickým rozdielom v proteínovej sekvencii a štruktúre, pretože to môže spôsobiť posun rámcov. Príkladom by mohlo byť alternatívne zostrihanie génu BTNL2 v donorovom mieste. Použitie upstream miesta namiesto downstream miesta vedie k skrátenému proteínu bez C-terminálnej IgC domény alebo transmembránovej špirály. To vedie k náchylnosti na chronické zápalové ochorenie.
Retencia intrónu
Podobne ako pri preskoku exónu je exón zadržaný v mRNA, ale na rozdiel od preskoku exónu exón nie je lemovaný intrónmi. Ak existujú intróny, sú často kódované v kódujúcich oblastiach medzi aminokyselinami blízkymi exónmi, stop kodónom alebo posunom v čítacom rámci, čo spôsobuje nefunkčnosť proteínu. Toto je najmenej bežný mechanizmus alternatívneho spájania.